舰艇航向标校基线方位角的精确测量方法研究

导航装备的航向参数直接关系到舰艇航行的安全和舰载作战武器系统的精确打击能力,标校该参数首先要建立高精度的测量基线。文章研究了利用天文测量技术实现舰艇航向标校基线方位角精确测量的方法,包括时角法、高度法、解析法、任意单星法等,每一种方法均满足舰艇航向标校基线方位角测量的精度要求,综合应用这些方法,可以在任意纬度、有无天文年历情况下实现标校基线方位角的高精度测量。     

舰艇真航向动态测量中方位角解算的影响因素分析

舰艇真航向动态测量是利用航向角与方位角、舷角的关系来解算真航向。其中方位角的精确解算是保障动态检测精度的一个重要因素。本文从理论上分析了舰艇航行状态下纵横摇、GPS天线高度对GPS定位和方位角解算的影响及GPS与电子经纬仪安装位置不重合对方位角解算的影响,并进行了仿真分析,为方位角的精确解算提供了有力的理论依据。     

舰船非通视短基线方位角测量方法研究

为了完成在舰船非通视条件下短基线方位角的测量,提出了三种通过全站仪进行间接测量基线方位角的方法,并分析了三种方法的精度和适用情况。通过在某型舰载卫星设备的实际应用,证实了方法的可行性。     

航母运动对着舰引导雷达精度的影响

航母的海上运动严重影响着舰引导雷达的测量精度。为排除航母运动的影响,提高雷达测量精度,分别分析了航母的平移运动和摇摆运动对雷达测量值的影响规律,并建立相应的误差模型。通过选取合适的航母运动参数,仿真航母的摇摆姿态角,进而根据误差模型仿真航母摇摆运动对雷达测量俯仰角和方位角的影响规律。结果表明：着舰引导雷达的方位角误差与航母艏摇角成线性关系,且与纵摇角无关;俯仰角误差与航母纵摇运动高度相关;距离误差不受航母摇摆运动的影响,且与航母平移运动关系不大。     

一种用于船舶气象仪的电子罗盘设计

本文以三轴电子罗盘测量基本原理和计算方法为基准,以XMEGA128A1微处理器、内部集成三轴加速度分量和三轴地磁场分量输出的集成芯片LSM303C为硬件电路核心,利用三轴加速度分量计算俯仰角、横滚角补偿电子罗盘的测量方式,运用CORDIC算法实现在微处理器XMEGA128A1上对罗盘进行倾角补偿计算,获得准确的方位角。实验结果表明,此方法设计的电子罗盘精度高、响应快,体积小,能较好为船舶气象设备提供准确的方位角信息。     

归心改正理论在舰船真航向动态测量中的应用

采用计算方位和测量舷角相结合的方法进行真航向测量时,由于舰船安装条件有限,舰位测量设备DGPS和经纬仪不可能安装在同一位置。直接将DGPS测量的舰位作为经纬仪中心的位置会影响到方位角的计算结果,进而影响航向测量精度。本文采用归心改正理论根据DGPS测量的舰位推算经纬仪中心的精确位置,根据此位置计算出的岸标真方位的精度得到了提高,最终提高航向测量的精度。     

基于一阶差分滤波器的水下目标纯方位角跟踪

在水下目标纯方位角跟踪研究中,针对传统扩展Kalman滤波(EKF)方法需要通过Taylor 展开实现非线性项的线性化而导致计算过程繁琐且存在奇点的问题,本文提出一种基于一阶差分滤波器(DDF1)的纯方位角跟踪算法,建立了目标的运动学模型及无源声纳的测量模型;利用 Stirling插值法实现非线性项的线性化,进而通过DDF1滤波方法实现对目标位置及速度的跟踪。仿真结果与一致性分析表明,与基于EKF的目标纯方位角跟踪方法相比,论文所提出的算法具有较高的跟踪精度和较好的跟踪性能。     

基于ARM的弹丸姿态测量及数据记录仪设计

弹载记录仪作为弹丸飞行试验中获取弹丸飞行状态数据的测量手段之一,近年来越来越受到重视和普遍使用。论文以测量弹丸转速、方位角和高度为目的设计的弹载记录仪,主要由微控制器、电源模块、采集单元、存储单元等组成,具有体积小、功耗低、精度高及抗高过载能力强等特点。试验证明,该弹载记录仪完全满足高精度测量、抗高过载的要求。     

多径效应对测向方位角的影响分析

无线电测向设备是无线电侦查设备的重要组成部分之一，无线电测向是利用无线电测量设备测定目标信号的方位信息。在测向试验中由于周围环境的不同，当有二次反射体存在时，将引起多径效应，使得来波方向呈现不唯一性。在对两径传播模型分析的基础上，进而分析三径传播对测向方位角的影响，并通过计算机对三径传播进行仿真，总结多径效应对测向方位角的影响规律。     

水文测验中流向归算问题的探讨

磁偏角和子午线收敛角是工程和科研中易忽略的方位角改正量。从方位角概念入手,介绍了各种方位角之间的关系,阐述了水文观测中流向方位角归算的必要性,给出了计算改正公式。同时,也给出了中国各海域代表性地区磁偏角改正值。     

基于泊松方程的磁罗盘磁域自差修正

电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基于泊松方程的磁域的误差修正方法,实验结果表明,该方法简单有效地实现磁航向误差校正,且补偿精度高、成本低。     

基于可靠性的某型平台罗经维修与保障方法

针对某型平台罗经维修要求,结合平台罗经电子机柜特点和当前维修方式与备件储备方式,通过失效样品分析,确定失效机理属性;通过可靠性预计和现场使用数据跟踪分析,建立可靠性水平综合评估模型,从而为平台罗经以可靠性为中心的维修与保障提出探索性解决方案,文章详细讲述了某型平台罗经以可靠性为中心的维修与保障方法的内容、思路、过程,并给出了结论。     

MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统信号处理

针对MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统,进行了GPS信号调理、MEMS陀螺仪降噪以及磁传感器误差补偿研究。用双线性趋势外推法与MIMU陀螺仪信息对GPS信号进行处理,用AR（3）误差模型对MEMS陀螺仪去噪建模,用旋转标定方法对磁传感器进行误差补偿。通过对自行研制的MIMU/GPS/磁传感器组合导航系统与高精度组合导航系统的室外跑车比对试验,验证了上述信号处理及误差补偿方法的有效性。     

应用两步回归迭代算法校正数字式磁罗经误差

基于椭圆假设的参数估计目前是解决数字式磁罗经误差校正问题的较为先进的方法，然而对该方法中的非线性参数估计问题采取了扩展卡尔曼滤波的办法来解决，这造成误差在测量过程中的发散。提出了两步回归迭代算法来解决此问题的思路，即把待估计的非线性参数组合成线性参数，用卡尔曼滤波进行状态估计后，通过Causs-Newton法解得原非线性参数。实验结果证明了新方法的优越性。     

一种新型模拟航海罗经控制

介绍一种指示船舶航向信息的模拟装置——新型航海模拟罗经,阐述了模拟罗经的组成及工作原理,提出利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)电路来控制步进电机转动,步进电机转动带动仪表盘和绝对式旋转编码器转动,编码器可实时检测出模拟航海罗经位置和方向,并反馈给单片机控制系统。控制单片机根据视景系统的航向信息和编码器读出航向进行比较处理,从而使模拟罗经航向指示与视景航向一致。经过实验证明,该模拟罗经具有结构简单、工作可靠、仿真效果好、推广价值高等优点。     

卫星罗经的原理及其应用

罗经是为船舶提供航向的航海仪器,在比较了陀螺罗经和磁罗经不同特点的基础上,介绍了一种新的指向仪器—基于GPS接收机的卫星罗经的系统组成、工作原理及其应用。     

磁罗经北极高纬海区航向误差分析与补偿

针对舰船高纬海区航行时磁罗经指北力减弱,指向精度降低的问题,将船舶在白令海至北极东北航道实测的磁罗经指向数据与高精度GPS光纤罗经指向数据对比,分析舰船磁罗经在北极高纬地区指向的稳定性和自差变化特性,构建误差拟合曲线并基于拟合参数建立北极高纬海区磁罗经指向误差补偿模型,仿真结果表明,通过误差补偿,磁罗经在北极高纬海区的指向误差明显减小,在纬度70°以下海区补偿残差不超过3°,在78°以下海区补偿残差不超过5°,满足舰船北极高纬海区航行时磁罗经指向精度要求。     

基于MATLAB的不校正自差的磁罗经使用研究

磁罗经是船舶必备的导航仪器,由于船磁的影响,要使用磁罗经需要先校正磁罗经自差。为达到不校正自差而使用磁罗经,通过采集船舶转向一周里部分罗航向对应的自差,根据磁罗经自差基本公式建立方程组,利用MATLAB软件求得自差系数。然后把自差系数代入自差基本公式求解出任意航向上的自差。结果表明,利用自差基本公式求解出的航向自差与在该航向上进行的实测自差在1°以内,能够很好地代替实测自差来使用磁罗经。     

船舶操纵模拟器罗经设置研究

根据船舶操纵模拟器研制的需要，依据视景的圆柱面环幕透视投影模型、透视投影误差校正模型和船舶在海上用罗经进行测向的基本原理，建立了大型船舶操纵模拟器罗经测向的方位角误差纠正模型，并根据误差角度的不同范围要求，给出罗经离视点位置的选择范围，为罗经位置的设置提供参考。